ES2338452T3 - Dispositivo para distribuir sustancias volatiles al medio ambiente. - Google Patents

Abstract

Dispositivo adaptado para liberar un líquido volátil al medio ambiente, comprendiendo el dispositivo un depósito (1; 11) que contiene un líquido volátil en forma de dos capas (8, 9; 18, 19), desde cuyo depósito se extienden un primer y un segundo elemento capilar (2, 3; 12, 13), teniendo cada elemento una parte inferior (4, 4'') sumergida en ambas capas del líquido y una parte superior (5, 5''; 15) que se extiende al medio ambiente, siendo el primer elemento capilar (2; 12) poroso solamente con respecto al líquido que constituye la capa superior (8; 18) y siendo el segundo elemento capilar (3; 13) poroso con respecto al líquido de ambas capas, y teniendo el segundo elemento capilar en su superficie una capa de barrera (6; 16) que es impermeable al líquido que constituye la capa superior.

Description

Dispositivo para distribuir sustancias volátiles al medio ambiente.

La presente invención se refiere a un aparato para la distribución de sustancias volátiles. Más en concreto, la presente invención se refiere a un dispositivo de distribución basado en mechas para la distribución por evaporación de sustancias volátiles desde un líquido de dos capas a un medio ambiente.

Los dispositivos de distribución basados en mechas para la distribución de líquidos volátiles al medio ambiente son bien conocidos en la técnica. Un tipo muy común de dichos dispositivos de distribución consiste esencialmente en un depósito que contiene el líquido volátil y una mecha sumergida en el líquido y en comunicación con un sustrato poroso que tiene opcionalmente una superficie de evaporación amplia. Dicho dispositivo de distribución utiliza el fenómeno de capilaridad para proporcionar la fuerza motriz de distribución. La mecha sirve para transportar el líquido desde el interior del depósito al medio ambiente, en el que se evapora. Dichos dispositivos pueden comprender adicionalmente medios auxiliares, como son elementos calentadores y/o ventiladores. Los líquidos utilizados en dichos sistemas consisten típicamente en sustancias activas, volátiles, y un disolvente en el caso de dispositivos calentados y no calentados, dispositivos accionados por ventilador, o consisten esencialmente en agua, disolventes, solubilizantes y sustancias activas, volátiles, cuando se utilizan en dispositivos no calentados, no impulsados por venti-
lador.

Un problema de dichos sistemas es que, debido a la formulación del líquido de base acuosa, el material de la mecha tiende a obstruirse, haciendo menos eficaz el dispositivo. Además, en estos sistemas no se puede observar una señal clara del final de la vida útil (OEL (end of life)) puesto que, en general, en el depósito permanece un residuo viscoso. Además, la presencia del disolvente, en concreto en grandes cantidades, es costosa y no respetuosa con el medio ambiente.

Recientemente se han realizado ciertos intentos para superar estos problemas mediante la utilización de composiciones líquidas de base acuosa libres de disolventes y de solubilizantes, con el resultado de formulaciones de dos capas, en dispositivos de distribución basados en mechas. El problema de estos dispositivos es que no permiten una evaporación conjunta de ambas capas.

Se ha encontrado que es posible proporcionar un dispositivo que supere por lo menos sustancialmente los problemas de la técnica. Por lo tanto, la invención da a conocer un dispositivo de distribución adaptado para liberar un líquido volátil al medio ambiente, comprendiendo el dispositivo un depósito que contiene un líquido volátil en forma de dos capas, desde cuyo depósito se extienden un primer y un segundo elemento capilar, teniendo cada elemento una parte inferior sumergida en ambas capas del líquido y una parte superior que se extiende al medio ambiente, siendo poroso el primer elemento capilar solamente con respecto al líquido que constituye la capa superior y siendo poroso el segundo elemento capilar con respecto al líquido de ambas capas, y teniendo el segundo elemento capilar sobre su superficie una capa de barrera que es impermeable al líquido que forma la capa superior.

La invención da a conocer además un método de distribución al medio ambiente de un líquido volátil que está en forma de dos capas, mediante el transporte del líquido desde el depósito al entorno por medio de un primer y un segundo elemento capilar, teniendo cada elemento una parte inferior sumergida en ambas capas del líquido y una parte superior que se extiende al medio ambiente, siendo poroso el primer elemento capilar solamente con respecto al líquido que constituye la capa superior y siendo poroso el segundo elemento capilar con respecto al líquido de ambas capas, y teniendo el segundo elemento capilar sobre su superficie una capa de barrera que es impermeable al líquido que forma la capa superior.

El depósito puede estar fabricado de cualquier material que se utilice normalmente para dispositivos ambientadores, por ejemplo de vidrio o de plástico. Se prefieren dichos materiales, que son estables en presencia de materiales aromáticos, por ejemplo, aceites esenciales. Desde este depósito se extienden el primer y el segundo elementos capilares. Estos pueden estar situados en su posición mediante cualquier medio adecuado, por ejemplo, ajustándolos fuertemente dentro de un tapón estanco al líquido, que bloquea un orificio en el depósito, a través del cual pasa el elemento capilar. Dicho tapón comprende preferentemente un respiradero, que permite la compensación de presión. Alternativamente, puede utilizarse cualquier medio para la compensación, tal como las mechas ventiladas que se describen en el documento WO 03092750, que se incorpora como referencia en el presente documento.

La capa de barrera que impermeabiliza el segundo elemento capilar frente al líquido de la capa superior puede adoptar cualquier forma adecuada, por ejemplo, un recubrimiento líquido aplicado al mismo y al que se deja endurecer o secar, o un manguito en forma de cinta adhesiva o un elemento tubular ajustado a presión, de cualquier material adecuado, situado en el mismo. El elemento tubular puede estar fabricado, por ejemplo, de polietileno, polipropileno, PETG (tereftalato de polietilenglicol (polyethylene glycol terephatalate)), resinas Barex® de BP Chemicals Ltd., poliéster o poliestireno. La capa de barrera puede ser tal que sea impermeable al líquido de ambas capas y se extienda a lo largo del segundo elemento capilar hasta un punto tal que se absorba solamente el líquido que constituye la capa inferior, es decir, la capa de barrera puede extenderse solamente a lo largo de aquella parte del segundo elemento capilar que pasa a través del líquido que forma la capa superior, y al líquido que forma la capa inferior y a una distancia suficiente para permitir el descenso por evaporación del límite entre las dos capas.

En una realización preferente de la invención, la parte principal de la superficie lateral de la parte inferior del segundo elemento capilar está cubierta por el material de barrera y esencialmente solo la sección transversal del segundo elemento capilar está en contacto con el líquido que no tiene capa de barrera. "Parte principal" significa que, a plena carga de líquido, como mínimo la mitad del elemento capilar en contacto con el líquido de la capa inferior está cubierta por el material de barrera, preferentemente 3/4 partes del elemento capilar y más preferentemente la superficie lateral completa. Las proporciones dadas se refieren a un dispositivo lleno aún no utilizado para liberar un líquido volátil por evaporación.

En otra realización de la invención, el primer elemento capilar puede disponerse de tal modo que cubra sustancialmente la superficie exterior de la capa de barrera del segundo elemento capilar. La capa de barrera puede ser tal que se extienda a lo largo del segundo elemento capilar hasta un punto tal que se absorbe solamente el líquido que forma la capa inferior, es decir, la mayor parte de la superficie lateral de la parte superior e inferior del segundo elemento capilar está cubierta por la capa de barrera, esencialmente careciendo de barrera solamente la sección transver-
sal.

El líquido volátil que forma las dos capas consiste en una fase acuosa que forma la capa inferior y una fase hidrófoba que forma la capa superior. La fase hidrófoba consiste esencialmente en aroma. "Aroma" significa un solo material aromático o una mezcla de materiales aromáticos seleccionados entre las clases tales como ácidos, ésteres, alcoholes, aldehídos, cetonas, lactonas, nitrilos, éteres, acetatos, hidrocarburos, compuestos heterocíclicos, policíclicos y macrocíclicos que contienen azufre, nitrógeno y oxígeno, así como aceites esenciales de origen natural o sintético. Dichos materiales aromáticos están descritos, por ejemplo, en el documento de S. Arctander, "Perfume Flavors and Chemicals", volúmenes 1 y 2, Arctander, Montclair, NJ USA 1969. El aroma puede comprender opcionalmente líquidos inodoros tales como benzoato de bencilo, miristato de isopropilo, y derivados de hidrocarburos, por ejemplo Isopar® de Exxon. La elección adecuada del líquido depende no solo de la cantidad en la que pueda ser utilizado sino también de la naturaleza del aroma, como apreciarán perfectamente los expertos en la materia. Preferentemente, el aroma comprende no más del 25% en peso, preferentemente no más del 20% en peso de estos líquidos, en base a la cantidad total de la fase hidrófoba.

"Fase acuosa" significa un líquido hidrófilo que comprende como mínimo el 40% en peso, preferentemente entre el 50 y el 100% en peso de agua, en base a la cantidad total de la fase acuosa.

La proporción entre la fase acuosa y la fase hidrófoba depende de los elementos capilares concretos elegidos, y se escoge preferentemente de tal modo que ambas fases se evaporen casi totalmente al mismo tiempo. La proporción exacta puede determinarse fácilmente por un experto en la materia.

El primer elemento capilar, que es poroso con respecto al líquido que constituye la capa superior, puede estar fabricado de cualquier material adecuado para la transferencia del líquido que constituye la capa superior mediante acción capilar, desde la parte inferior a la parte superior del elemento capilar. Ejemplos de materiales adecuados incluyen poliolefinas, por ejemplo, PE (polietileno) y PP (polipropileno) o una combinación de las dos.

El segundo elemento capilar, que es poroso con respecto al líquido de ambas capas, es decir la capa acuosa y la capa hidrófoba, puede estar fabricado de cualquier material adecuado para la transferencia por acción capilar, del líquido de ambas capas. Ejemplos de materiales adecuados incluyen poliéster, por ejemplo, PET (tereftalato de polietileno), celulosa y acetato de celulosa, y combinaciones de los mismos. Preferentemente, el segundo elemento capilar está fabricado de celulosa. El segundo elemento capilar puede estar fabricado asimismo de poliolefinas, por ejemplo, PE (polietileno) y PP (polipropileno) o una combinación de las mismas, que se trata posteriormente para hacer al material adecuado para transferir por la acción capilar el líquido de ambas capas. Esto puede conseguirse, por ejemplo, sumergiendo el segundo elemento de capilaridad fabricado de poliolefinas en una solución acuosa que comprenda un producto tensoactivo aniónico tal como éter sulfato de sodio, o un producto tensoactivo no iónico tal como alcohol graso etoxilado, preferentemente aproximadamente al 20% en peso en base a la solución acuosa, produciendo como resultado un material impregnado que se deja secar, preferentemente durante una noche a temperatura ambiente, antes de su utilización.

La forma de los elementos capilares no es crítica. Pueden ser, por ejemplo, de sección cuadrada, rectangular, circular o anular. Las longitudes de los elementos capilares dependen principalmente de la altura del depósito. Pueden escogerse preferentemente de tal modo que lleguen al fondo del depósito y, de ese modo, se puedan evaporar todos los contenidos del depósito.

En otra realización preferente de la invención, el líquido que constituye la capa superior y/o el líquido que constituye la capa inferior comprenden un colorante, preferentemente de un color característico. Una vez que el líquido volátil alcanza el punto final de la evaporación, el primer y el segundo elementos capilares tienen el mismo color, es decir el color del líquido que forma la capa superior. Esta señal visual indica a los consumidores que el producto está agotado y debe ser sustituido.

Los colorantes adecuados para la fase hidrófoba pueden seleccionarse entre Puricolor® azul FBL5, Puricolor® azul ABL9, Puricolor® verde U3 y Puricolor® amarillo AYE23 de Ciba, y los colorantes adecuados para la fase acuosa pueden seleccionarse entre Covasol verde W7039 de Wackherr y Vitasyn® naranja RGL 90 de Clariant.

Un dispositivo según la presente invención es especialmente adecuado para dispositivos de distribución basados en mechas que comprenden además un elemento calentador. Adicionalmente, los dispositivos de distribución basados en mechas pueden tener un ventilador.

A continuación se describirá la invención haciendo referencia a los dibujos, que describen una realización preferente de la invención y que no deben interpretarse como limitativos en modo alguno.

La figura 1 es una sección transversal vertical a través de una realización de la invención con una carga completa de líquido volátil.

La figura 2 es una sección transversal vertical a través de la realización de la figura 1, después de la evaporación de la mayor parte del líquido volátil.

La figura 3A es una sección transversal vertical a través de otra realización de la presente invención.

La figura 3B representa una vista en sección transversal de la realización de la figura 3A, tomada a lo largo de la línea -CC'-.

Haciendo referencia a la figura 1, el dispositivo de distribución basado en mechas comprende un depósito (1), que contiene un líquido volátil en forma de una capa hidrófoba superior que comprende un aroma (8) y una capa inferior acuosa (9), comprendiendo estas capas colorantes de diferentes colores. Existen dos elementos capilares en forma de mechas (2) y (3) que se extienden desde el líquido a la atmósfera a través de una abertura en el depósito, teniendo las mechas partes superiores, (5) y (5') respectivamente, expuestas a la atmósfera y partes inferiores, (4) y (4') respectivamente, expuestas al líquido. Los materiales de las mechas se seleccionan de manera que la mecha (2) pueda absorber y transportar a la atmósfera solamente el líquido de la capa (8), mientras que el material de la mecha (3) puede absorber y transportar el líquido de ambas capas.

La mayor parte de la porción inferior (4') de la mecha (3) está cubierta por un manguito (6) de polietileno ajustado a presión, que impermeabiliza la mecha (3) frente al líquido de la capa superior (8). A plena carga de líquido, el manguito (6) se extiende por debajo del límite entre las capas, asegurando de ese modo que solamente un extremo inferior (7) de la parte inferior (4') de la mecha (3) está expuesto solamente a la capa (9) de líquido y que solamente este líquido puede evaporarse a través de ésta hasta que se ha evaporado la mayor parte del líquido volátil.

En funcionamiento, inicialmente tal como se muestra en la figura 1, la capa superior (8) de líquido es transportada a través de la mecha (2) y se evapora desde la misma, y la capa inferior (9) de líquido es transportada a través del extremo inferior (7) y se evapora desde la parte superior (5') de la mecha (3), tal como se indica mediante las flechas blancas en dicho dibujo.

Tal como se muestra en la figura 2, éste sigue siendo el caso hasta que el límite entre las capas cae por debajo del extremo inferior del manguito (6) de la mecha (3). En este momento, ambas capas de líquido (8) y (9) son transportadas por la mecha (3). Esto está representado por las flechas blancas (A') y (B), mientras que la mecha (2) sigue transportando solo la capa superior (8) de líquido, tal como se representa mediante la flecha blanca (A). Como resultado de la exposición del extremo inferior (7) de la mecha (3) a la capa superior (8) de líquido y el consiguiente transporte de dicho líquido a través de la mecha (3), existe un cambio perceptible de color en la mecha (3). Esto indica que el dispositivo ha llegado al término de su vida útil y debe ser sustituido.

Haciendo referencia a la figura 3A, se muestra un dispositivo de distribución basado en mechas que sigue el mismo principio de funcionamiento como el descrito en las figuras 1 y 2. La única diferencia es que, en lugar de dos mechas individuales, se utiliza un sistema de una sola mecha tal como se muestra también con mayor detalle en la figura 3B. El dispositivo de distribución basado en mechas comprende un depósito (11) que contiene un líquido volátil en forma de una capa de líquido inferior (19) y una superior (18). Extendiéndose desde el líquido hacia la atmósfera a través de una abertura en el depósito existe una mecha, montada desde un segundo elemento capilar (13) que tiene su superficie lateral en un manguito (16) ajustado a presión que está cubierto por el primer elemento capilar (12). El material de la mecha se selecciona de manera que el primer elemento capilar (12) pueda absorber y transportar a la atmósfera solamente el líquido de la capa (18), mientras que el material del elemento capilar interior (13) puede absorber y transportar ambas capas de líquido. La capa exterior (12) de la mecha es un tubo a través del cual es guiado el segundo elemento capilar en forma de varilla (13) fabricado de celulosa. La varilla de celulosa está cubierta por un manguito (16) ajustado a presión que la hace impermeable al líquido (18) de la capa superior.

En funcionamiento, mostrado inicialmente en la figura 3A, la capa superior (18) de líquido es transportada a través de la parte superior (15) de la capa exterior (12) de la mecha y se evapora desde la misma, y la capa inferior (19) de líquido es transportada a través del extremo inferior (17) y se evapora desde el extremo superior (17') de la parte interior (13) de la mecha, tal como se indica mediante las flechas blancas en la figura 3A.

La invención ha sido descrita en términos de distribución de aroma. Sin embargo, el dispositivo según la invención puede distribuir otros ingredientes como son ingredientes para contrarrestar malos olores, repelentes de insectos o materiales con actividad insecticida, sustancias con actividad antimicrobiana, o mezclas de los mismos. Estos otros ingredientes pueden estar presentes en ambas fases, la acuosa y/o la hidrófoba. Además de estos principios activos, las composiciones de aroma pueden comprender excipientes como son colorantes y sustancias absorbentes de UV.

En otra realización de la presente invención, el líquido volátil que forma las dos capas consiste en una fase acuosa que comprende hasta un 60% en peso, preferentemente entre el 1 y el 50% en peso, de uno o más ingredientes seleccionados entre ingredientes para contrarrestar malos olores, repelentes de insectos, líquidos solubles en agua, materiales con actividad insecticida, sustancias con actividad antimicrobiana y mezclas de los mismos, en base a la cantidad total de fase acuosa.

Claims (7)

1. Dispositivo adaptado para liberar un líquido volátil al medio ambiente, comprendiendo el dispositivo un depósito (1; 11) que contiene un líquido volátil en forma de dos capas (8, 9; 18, 19), desde cuyo depósito se extienden un primer y un segundo elemento capilar (2, 3; 12, 13), teniendo cada elemento una parte inferior (4, 4') sumergida en ambas capas del líquido y una parte superior (5, 5'; 15) que se extiende al medio ambiente, siendo el primer elemento capilar (2; 12) poroso solamente con respecto al líquido que constituye la capa superior (8; 18) y siendo el segundo elemento capilar (3; 13) poroso con respecto al líquido de ambas capas, y teniendo el segundo elemento capilar en su superficie una capa de barrera (6; 16) que es impermeable al líquido que constituye la capa superior.

2. Dispositivo, según la reivindicación 1, en el que el segundo elemento capilar (3; 13) está fabricado de un material seleccionado entre poliéster, celulosa y acetato de celulosa, o una combinación de los mismos.

3. Dispositivo, según la reivindicación 1, en el que el segundo elemento capilar (3; 13) está fabricado de poliolefina, que además está tratada para hacer el material adecuado para transferir por acción capilar el líquido de ambas capas (8, 9, 18, 19).

4. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer elemento capilar (2; 12) está fabricado de poliolefina.

5. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer elemento capilar (2; 12) está dispuesto de manera que cubre sustancialmente la superficie exterior de la capa de barrera (16) del segundo elemento capilar.

6. Dispositivo, según la reivindicación 1, en el que por lo menos la capa superior (8; 18) del líquido volátil comprende un colorante que, una vez se ha alcanzado el punto final de evaporación del líquido volátil, tiene como resultado la coloración del primer y segundo elementos capilares (2, 3; 12, 13), de manera que ambos elementos capilares tienen el mismo color.

7. Método de distribución al medio ambiente de un líquido volátil que está en forma de dos capas (8, 9, 18, 19) mediante el transporte del líquido desde un depósito (1, 11) al medio ambiente por medio de un primer y un segundo elemento capilar (2, 3; 12, 13), teniendo cada elemento una parte inferior (4, 4') sumergida en ambas capas de líquido y una parte superior (5, 5'; 15) que se extiende al medio ambiente, siendo el primer elemento capilar (2, 12) poroso solamente con respecto al líquido que constituye la capa superior (8, 18) y siendo el segundo elemento capilar (3, 13) poroso con respecto al líquido de ambas capas, y teniendo el segundo elemento capilar sobre su superficie una capa de barrera (6, 16) que es impermeable al líquido que forma la capa superior.